試論地形測量和測繪自動化技術

摘" 要：在社會發(fā)展中，地形測量是了解測區(qū)地形情況的基礎手段，對工程建設具有不可替代的作用。文章分析了測繪自動化技術對地形測量的意義與發(fā)展前景，并且對GPS、RS、GIS等測繪自動化技術進行探討，以期為施工人員提供參考性建議，有效控制測量的工作流程，對測量信息進行動態(tài)監(jiān)測，為測繪技術向智能化發(fā)展奠定堅實基礎，促進城市化發(fā)展。

關鍵詞：地形測量;測繪技術;GPS技術

中圖分類號：P217" " " " "文獻標志碼：A" " " " "文章編號：2095-2945（2021）13-0156-03

Abstract： In the social development， topographic survey is the basic means to understand the topography of the survey area， and plays an irreplaceable role in engineering construction. This paper analyzes the significance and development prospect of surveying and mapping automation technology to topographic survey， and discusses the surveying and mapping automation technologies such as GPS， RS， GIS， etc.， in order to provide reference suggestions for construction personnel， effectively control the work flow of survey， dynamically monitor survey information， lay a solid foundation for the intelligent development of surveying and mapping technology， and promote the development of urbanization.

Keywords： topographic survey; surveying and mapping technology; GPS technology

在科學技術蓬勃發(fā)展的背景下，科研人員研究出了眾多高端技術，其中測繪自動化技術可以獲得更加精準的地形測量數(shù)據(jù)，對自動化技術的發(fā)展具有促進作用，并且在技術探究、應用體系、學科理論等方面具有明顯的效果。地形測量屬于綜合性學科，主要內容是對地形地圖進行測量，為高效進行測繪工作提供保障，通過使用地形測量的方法，可以為礦山開采設計及其他地形測量提供數(shù)據(jù)支持，確保測量數(shù)據(jù)的準確性，進一步促進經(jīng)濟建設。

1 測繪自動化技術對地形測量的意義

地形測量是技術科學，更是理論科學，主要研究內容包括地球表面點位置集合、地球局部運動、地球整體運動、確定地形的大小與形狀，精準的地形測量可以制作各種比例尺的地形圖，有利于進行各種實施工程，確保礦區(qū)開采的安全性，從而促進城市的發(fā)展建設。地形測繪主要測量局部表面的大小與形狀，按照不同比例尺，繪制成滿足工程要求的地形圖，可以在水平面上投影出地球表面的物體與地形，使用專業(yè)的標注符號繪制出工程地形圖。在測繪地形圖的過程中，針對大面積的地形，可以采用航空攝影測量的方法，之后對航空影像進行測量。而若是對于局部區(qū)域，則可以使用平板儀進行測量，有利于節(jié)省測量成本。從專業(yè)角度上說，測量主要包括變形測量、地形測量、施工測量、控制測量、竣工測量等，經(jīng)過近年來不斷的優(yōu)化，極大程度提高了測繪技術的精度，使其向智能化與自動化的方向發(fā)展，充分發(fā)揮自動化技術的作用，具有廣闊的發(fā)展前景[1]。

在地形測量中，測繪自動化技術具有重要作用，主要包括以下幾點：第一，可以增強數(shù)據(jù)的精度。在地形測量技術中，傳統(tǒng)方式主要采用人工操作的方式，必須確保測量人員不出現(xiàn)任何差錯，才能獲得準確的測量數(shù)據(jù)，在一定程度上限制了測量設備的使用，同時，人工操作容易受到惡劣天氣的影響，提高了誤差的可能性。而使用測繪自動化技術，通過應用先進的測量設備，可以對測量的流程進行更新與完善，最大化利用管控系統(tǒng)提高數(shù)據(jù)的精確度，避免由于外界因素的影響出現(xiàn)人工誤差。第二，可以簡化地形測量的流程。在傳統(tǒng)的測量方法中，需要在現(xiàn)場進行測繪工作，并且還要使用大量的測量工具，由于操作流程較為復雜，增加了測量人員處理數(shù)據(jù)的難度，往往難以達到預期的工作效率。而使用測繪自動化技術，可以在室內進行操作，不用再去現(xiàn)場進行測繪，通過使用電子設備，可以獲得準確的數(shù)據(jù)，并且對其進行分析與處理，實現(xiàn)自動化控制，可以降低測量人員的工作負擔，大幅度提高了工作效率。第三，可以確保地形測量的安全性。在傳統(tǒng)的測量中，測量人員不管遇到多復雜的地形地況，都需要深入實地測量，難以確保測量工作的安全性，而使用測繪自動化技術，可以明顯提高測量工作的可靠性與安全性，彌補了傳統(tǒng)測量技術的不足之處，使測量工作更加安全、簡化、精準。

2 現(xiàn)代測繪自動化技術發(fā)展前景

現(xiàn)代測繪自動化技術具有廣闊的發(fā)展前景（如表1所示）。首先，將全面發(fā)展5G技術等自動化技術。從目前的發(fā)展情況上看，集成化、數(shù)字化、智能化是測量技術的發(fā)展趨勢，將大范圍推廣現(xiàn)代化測繪技術，其以5G技術為核心內容，確保地形測繪得到更好的發(fā)展。通過使用5G技術，確保測量人員熟練掌握測量技巧，可以快速準確地傳輸圖像、文字、視頻、音頻，數(shù)據(jù)采集完成后還可以進行更深層次的研究與探討，大幅度提高測量的精度。其次，將大力推廣應用數(shù)據(jù)庫與測量軟件。在現(xiàn)代化測量技術中，測量數(shù)據(jù)的準確性與測量軟件緊密相連，因此，測量人員需要不斷提高個人能力與測量軟件的應用升級，對地形測繪具有重要作用，可以充分發(fā)揮測繪自動化技術的應用價值。同時，通過不斷開發(fā)與數(shù)據(jù)庫的應用，可以更加切實地應用新型數(shù)據(jù)庫，使動態(tài)管控的效益、測繪數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)查詢效率等各個方面獲得進一步提高，實現(xiàn)信息化與科學化的地形測量。最后，加強人工智能的應用。計算機技術在現(xiàn)代測繪技術中占據(jù)重要組成成分，目前，已經(jīng)獲得了廣泛應用，其中GPS、RS、GIS是主要的測繪自動化技術，在時代不斷發(fā)展的背景下，將會促進測繪技術與高新技術的融合，為專家系統(tǒng)與人工智能提供了有力保障，可以更加全面分析模擬人腦思維，提高測繪自動化技術的應用水平，為人工操作奠定堅實基礎，并且對地形測繪技術的發(fā)展起到促進作用。

在科學技術快速發(fā)展的背景下，相關人員不斷更新測繪軟件的應用，系統(tǒng)性質發(fā)生變化，此時測量人員需要詳細收集數(shù)據(jù)信息，將其上傳到數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)資源信息共享，確保軟件系統(tǒng)的靈活性與高效性，同時，需要應用專家系統(tǒng)技術、地理信息系統(tǒng)、遙感技術、全球定位系統(tǒng)等，真正實現(xiàn)數(shù)字化與技術化[2]。

3 地形測量和測繪自動化技術的應用

3.1 GPS技術

在現(xiàn)代化測量技術中，GPS技術是常用的技術之一，其主要利用網(wǎng)絡平臺系統(tǒng)進行測量工作，可以確保操作的優(yōu)化性與定位的準確性，被廣泛應用于軍事和航天等領域，充分發(fā)揮了GPS技術的應用價值，對提高測量工作的操作性與優(yōu)化性具有促進作用。在基礎測量的工作中，GPS技術具有不可替代的作用，其系統(tǒng)功能較為完善，可以合理劃分不同區(qū)域，使其成為不同的點，通過數(shù)字化測量，可以將各個區(qū)域的實際地貌以數(shù)字的形式展現(xiàn)在測量人員面前，經(jīng)過技術測量，將全面覆蓋各個區(qū)域的點，防止發(fā)生遺漏的情況。高程式模型在GPS技術中占據(jù)重要組成成分，可以轉化點、線、面的數(shù)據(jù)，獲得更加直觀與精準的數(shù)據(jù)，在模型上可以充分展現(xiàn)出數(shù)據(jù)的波動情況。

首先，由于氣候、環(huán)境、位置等外界因素的影響，導致測量數(shù)據(jù)的準確性受到了限制，容易產生一定的測量誤差，不斷地進行上下浮動，當積累到某個點時，將會形成更大的誤差，而通過使用GPS技術，可以有效確保數(shù)據(jù)的精度。其次，GPS技術具有較強的抗干擾能力，對于復雜的地形與地貌，可以十分穩(wěn)定地處理數(shù)據(jù)信息。同時，GPS技術在數(shù)據(jù)監(jiān)控方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，可以有效限制測量工作的誤差，將其控制在誤差的下限，從而確保數(shù)據(jù)的精度，降低對周圍環(huán)境的影響。最后，GPS技術可以不斷完善與調整測量數(shù)據(jù)，使測量工作更好地適應地形變化。例如當精度定位超過50km時，可以確保獲得6-10m的相對精度;當精度定位在100-150km之間，可以確保獲得7-10m的相對精度。由此可見，使用GPS技術，可以增強平面坐標的精確性，獲得更加精準的工程定位與地形數(shù)據(jù)。

通過應用GPS技術，可以極大程度縮短測量數(shù)據(jù)的時間，并且在計算機屏幕中，生動形象地展現(xiàn)出地球表面空間事物的特征與地理位置，GPS技術具有多維結構和地理定位基礎，數(shù)字化與標準化的特點較為突出。除此之外，GPS技術還可以應用地理信息系統(tǒng)，高效處理空間地理信息，通過多媒體與數(shù)據(jù)庫等技術系統(tǒng)，可以為測繪工作提供保障，對相關數(shù)據(jù)進行收集與分析，做好管理工作，促進現(xiàn)代測繪技術的發(fā)展。

3.2 RS技術

在傳統(tǒng)測量技術的基礎上，相關研究人員對遙感測量進行進一步升級與優(yōu)化，最終研發(fā)出了RS技術，將遙感計算與測量技術相結合，極大程度提高了測量工作的精度與效率。RS技術的工作原理是收集地殼表面電磁波，并且進行相關的掃描，在高層空間中完成收集與掃描工作，之后，需要使用數(shù)字化技術，對空間技術數(shù)據(jù)進行處理與傳輸，從而獲得準確的數(shù)據(jù)信息。測量人員可以將航空攝像技術與RS技術相結合，在航拍的過程中，需要先獲取航拍信息，然后分析與處理各種圖像，從而構建模型圖案，充分發(fā)揮立體測繪技術的價值。

在分析模型圖案的過程中，需要將地形分析技術與整體測繪技術相結合，當飛行器技術日漸完善后，還可以將無人機與RS技術相融合，在進行地面測量的過程中，可以直接使用無人機進行測量，提高測量的效率。此外，衛(wèi)星遙感技術在RS技術中占據(jù)重要地位，屬于核心的測量技術之一，其操作便捷，可以廣泛應用在旱澇防災、水文、氣象等領域，為地形測量工作提供有力保障。遙感信息技術經(jīng)過多年的發(fā)展，獲得了明顯的研究效果，原先是可見光、單波段、空間維度、靜態(tài)分析，而如今則發(fā)展為紅外微波、多波段、時空維度、動態(tài)監(jiān)測，不但提高了應用水平，而且擴大了應用范圍[3]。

3.3 GIS技術

GIS技術是較為先進的測量技術，其主要應用地理學和測量學的相關領域，在此基礎上，還可以利用幾何學對地形進行測量，當獲得準確的數(shù)據(jù)信息后，可以進行處理與編輯，完成對地理信息的測繪工作，為施工人員提供數(shù)據(jù)支持，使其順利進行施工。在處理數(shù)據(jù)庫的過程中，GIS技術可以充分融合信息技術，使用計算機輸入地形測繪的信息，并且對其進行分析與篩選，而且還可以保存錯誤的信息。完整的數(shù)據(jù)管理體系具有重要作用，可以為提高GIS技術奠定堅實基礎，通過管理系統(tǒng)可以保存相關的信息，及時傳遞分析后的數(shù)據(jù)，有利于測量人員進行查詢等操作，高效完成制圖、建模、調配等步驟，對數(shù)據(jù)管理進行完善。

此外，在建立數(shù)據(jù)庫的基礎上，GIS技術的制圖功能較為完善，可以將屬性數(shù)據(jù)與實體數(shù)據(jù)相結合，豐富數(shù)據(jù)庫的內容，形成完善的涵蓋形式，有利于進行用戶管理。通過使用GIS技術，可以自動生成圖片與表格，按照一定的規(guī)律將測量信息合理劃分，以此滿足用戶的不同要求，同時，GIS技術可以詳細劃分特定區(qū)域，以圖形和表格的形式，詳細描繪出地形情況，有利于增強測繪工作的準確性。在測量的過程中，測量人員可以參考GIS的模型，通過比對各方面的數(shù)據(jù)，進一步加強數(shù)據(jù)的可靠性，為順利施工提供保障。

3.4 自動化技術

傳統(tǒng)的測量工作較為繁復，不但對資金的需求較大，而且需要消耗大量的時間，而自動化技術可以進行有效改善。在經(jīng)濟發(fā)展中，遙感影像的自動變化監(jiān)測具有積極作用，可以將其應用在國防建設方面，提高監(jiān)測水平。自動化變化監(jiān)測涉及的內容眾多，例如，將舊的數(shù)字地圖與新的影像進行對比，可以發(fā)現(xiàn)二者之間具有本質的區(qū)別，從而不斷更新與完善數(shù)據(jù)庫的應用。從某種角度上說，變化監(jiān)測主要是對比新舊影像，分析數(shù)據(jù)的變化情況，可以通過數(shù)據(jù)庫自動更新與三維變化監(jiān)測，進行影像目標的三維重建。

此外，數(shù)字攝影測量系統(tǒng)中，融合了GPS、RS、GIS、3S集成技術，具有電子化與自動化的特點，目前，在水利、地質、房產等領域，正逐漸應用數(shù)字攝影測量系統(tǒng)，主要原因之一是測量儀具有較高的精度。由于在數(shù)字攝影測量系統(tǒng)中含有眾多科學技術，因此在處理三維信息時，并不需要消耗過多時間即可完成。在變形測量和地形圖測量的過程中，應用數(shù)字攝影測量系統(tǒng)，可以降低工作難度，減少工作負擔，獲得十分顯著的測量效果，充分展現(xiàn)出先進技術的優(yōu)勢，使其向智能化與數(shù)字化的方向發(fā)展[4]。

4 結束語

綜上所述，網(wǎng)絡技術與計算機技術在社會經(jīng)濟發(fā)展中獲得了廣泛應用，在地形測量過程中，測量人員需要不斷學習測量技術的理論知識，使用先進的測繪自動化技術，從而豐富自身實踐經(jīng)歷，更新與完善各種測量技術。此外，需要將計算機技術與測繪自動化技術充分融合，可以根據(jù)測量的實際需求，不斷調整測量方案，提高測量工作效率與信息管理水平，促進地形測量更加自動化與智能化。

參考文獻：

[1]楊榮英.淺議地形測量和測繪技術自動化技術[J].名城繪，2019（2）：1-1.

[2]彭榮桂.現(xiàn)代化的測繪自動化技術在地形測量中的應用分析[J].城市建設理論研究（電子版），2019（36）：34-34.

[3]葉成山，黃洪禮，羅華英，等.地形測量中不同測繪技術的問題及對策[J].建材發(fā)展導向（下），2019，17（9）：17-18.

[4]張瑞華.淺析地形測繪自動化技術[J].能源與節(jié)能，2019（1）：121-122.